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不起眼却影响音质,揭秘耳机振膜的真相

而近年来,材料界广受关注得石墨烯,倒是非常合适得振膜材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。

选耳机的时候,你会优先考虑哪些因素?外观?佩戴舒适度?音质?价格?以上这些都很重要的说,颜值不够,就是输在起跑线了;佩戴不舒服,那不是享受而是折磨;价格是买任何东西都需要关注的因素,除了部分暴发户或者富二代之外;至于音质,那是根本所在。

影响音质的主要有三个因素,振膜、解码以及相关线路以及调音。其中,振膜虽然不起眼,但是却是最终产生声音的元件。

我们都知道,声音是通过振动而才生的,而振膜就是产生振动的元件。前面的什么前端、解码、线路优化、调音,最终还是要振膜来执行的。相当于,盖房子的不是教授、不是设计师而是施工人员。所以说,振膜的素质会直接影响到音质。

不起眼却影响音质,揭秘耳机振膜的真相_新浪众测

扬声器的发生工作原理,初中的教科书就已经有介绍。其实本质上讲,动圈式耳机单元和音箱的发声单元在原理上是几乎一致的,只是结构方面略有区别。

它们都需要通过输入带有电平的模拟信号,通过磁铁带动线圈振动,而最终发出声音的,就是和线圈绑定在一体的振膜。为什么叫“振膜”呢?其实按照专业的说法来讲,应该叫做“振动板”,因为这个“板子”它非常的轻薄,因此直观地来讲,我们将其称之为振膜。

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最终发出声音的,正是单元最上端的振膜本身,因此不同材质、不同尺寸、形状的振膜在声音表现上都会或多或少有些区别。抛开耳机的腔体结构、佩戴结构等方面,就说单元本身的话,振膜对于一款耳机单元的声音表现有着决定性的作用,其次才是线圈、磁石等。

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什么样的耳机振膜才是好振膜?振膜本身可以理解为将电平信号转换为声音的媒介和纽带,振膜设计的好与坏直接影响到最后耳机本身声音品质输出的音质特性。当然,如何衡量一款耳机振膜的好与坏,首先要看振膜本身是否符合动圈式耳机扬声器的性能指标,因此我们目前可以看到的耳机振膜,都是按照动圈式耳机扬声器本身的特性所针对设计的。

一款优秀的、理想的耳机振膜,应该具备:质量密度要相对较小,从而让振膜本身更加轻量化;材料力学杨氏模量相对较大,从而能让振膜本身具备着较好的刚性,此外还需要合适的内部阻尼因子,可以吸收振膜在振动过程中发出的不必要杂波,带来失真。

不起眼却影响音质,揭秘耳机振膜的真相_新浪众测

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要轻薄、轻量,振膜本身的强度就很难保证,简单来说,振膜是一个很脆弱的东西。记得周星驰电影《逃学威龙2》里面有个段子,周星驰对张敏的妈妈说,我也是警察,我也有五亿,不过我的五亿都用来买了音响了。就是你面前这一堆东西,你刚才戳了我的音箱一下,我就损失了50万以上了。

小时候,不小心戳了一下音箱的振膜,分分钟被老爸一顿好打。所以嘛,振膜要轻,要薄,自然就不可能强度很高,耳机相当于小小号的音箱,振膜就更小更脆弱了。大部分的耳机单元振膜都会在周边设计一圈“加强筋”,从而增加膜片的刚性,但是不同设计的加强筋、球顶等部分,都会带来声音不太一样的表现,因此单独开发出一款性能优异的耳机单元需要通过大量的测试、数学模型论证、装配配对等环节,这也就无形中增加了耳机的成本。

目前动圈式扬声器的发展技术已经走入了一个瓶颈期,所以在理论模型完善、结构优化将近极致的时候,能再进一步提升动圈式扬声器性能的思路,就是从振膜材料上面入手。从振膜材料方面来看,耳机振膜共分为:纸浆类、高分子类、复合类、金属类,而采用纸浆类振膜的耳机本身不算太多,苹果早期版本的Earpods就采用了羊毛纸盆+塑料复合振膜,一般来说纸浆类振膜本身成本较低,低频效果优秀,但本身的刚性、重量方面都没有太大的优势。因此对于耳机振膜来说,最常见的仍然是以高分子材料为主的PET振膜。

中高端耳机产品的振膜往往都会采用复合类振膜,也就是所谓的“生物复合振膜”、“钛金属振膜”以及“碳纳米管振膜”,这种振膜都会使用1-2种材质共同设计打造,比如振膜边缘负责低频的部分就会使用PET材质,而金属膜片对高频的瞬态、细节表现更好,则出现在振膜中央球顶的位置。

“堆料”的产品,会使用一些稀有金属来制作耳机的振膜,这种振膜我们就称其为“金属振膜”,比如法国著名的HiFi音响品牌Focal(劲浪)旗下售价2万多元的耳机Utopia,就采用了含有剧毒、危险性较高的Be铍金属振膜,当然在合理的生产设计和结构保护后,是不会有风险的。铍这种材质就很好地诠释了质量小、刚性强的特点,非常符合耳机振膜生产,但是无奈成本非常高昂。

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而近年来,材料界广受关注得石墨烯,倒是非常合适得振膜材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。

石墨烯的优点就是超轻、超薄,同时还能有极高的强度。这样就可以满足耳机振膜对于重量、体积控制的需求,同时又能保证其强度。

石墨烯振膜的特点可以使得耳机在音乐动态以及细节表现方面,可以说是耳机行业的一大革新。不少音乐耳机都已经推出相应的新品。

不过,对于细节还原度要求更高的是游戏耳机。游戏耳机需要的是3D定位,细节还原能力,通过此实现听声辩位。传统的游戏耳机,多半采用的是PVC振膜,虽然表现已经不错。而采用了石墨烯材料的游戏耳机,对于细节表现方面会有更大的提高。同时,石墨烯超轻、超薄、强度超高的特点,还能使得游戏耳机进一步轻量化,让玩家佩戴更轻松,舒适度更高。

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